Verbetering van de inhalatietherapie door antiaanbaklagen

Inhalator © Fraunhofer IST

Plasma-beschichtung - Antifouling-Oberfläche © Fraunhofer IST

Polaire oppervlakkenenergie © Fraunhofer IST

Relatieve werkstoffadhesie © Fraunhofer IST

Vooral bij chronische longaandoeningen zoals astma gebruiken veel mensen inhalatoren om hun luchtwegen vrij te houden. Vaak blijft echter een deel van de te inhaleren deeltjes in het apparaat zelf hangen. Door een geoptimaliseerde ultradunne coating van kunststofoppervlakken in inhalatoren kon aan het Fraunhofer IST worden aangetoond dat de oppervlakeigenschappen van inhalatoren gericht kunnen worden aangepast. Ook voor fijnste werkzame stofdeeltjes kon met behulp van de coating de hechting op het oppervlak aanzienlijk worden verminderd. Hierdoor kunnen de gebruiksveiligheid van inhalatoren en het effectieve gebruik van werkzame stofdoses aanzienlijk worden verbeterd.

Kleine deeltjes - grote interacties: Verliezen van werkzame stoffen tijdens gebruik

Voor de toediening van werkzame stoffen in de longen moeten deze als nevel of deeltjesaerosol met een deeltjesgrootte kleiner dan 5 µm worden aangebracht, om bij hun werkingsplaats diep in de luchtwegen te komen. Door hun kleine grootte zijn de werkzame stofdeeltjes echter sterk geneigd tot hechting, vooral aan de oppervlakken van de inhalatoren die voor hun toepassing worden gebruikt. Dit kan leiden tot een vermindering of schommelingen in de dosisafgifte van de werkzame stof aan de patiënten en daarmee de therapieveiligheid in gevaar brengen.

Op maat gemaakte ultradunne lagen voorkomen de hechting van werkzame stoffen aanzienlijk

Door de functionele coating van de binnenoppervlakken van inhalatoren kunnen hun fysico-chemische eigenschappen zodanig worden geregeld dat de interactiepotentiaal wordt afgestemd op de eigenschappen van de werkzame stofdeeltjes, waardoor de neiging tot hechting op basis van kennis kan worden verminderd. De gebruikte chemische voorlopers voor de coating en de parameters van het coatingproces worden hierbij ingezet om de laag-eigenschappen te sturen.

Verliezen verminderen - therapie verbeteren - milieu beschermen

Door de gerichte vermindering van de afzetting van werkzame stofdeeltjes wordt de dosis van het geneesmiddel die aan de patiënt wordt afgegeven veel preciezer en reproduceerbaarder, waardoor de therapieveiligheid toeneemt. Bovendien kunnen werkzame stofhoeveelheden worden bespaard die anders in het inhalator zouden blijven, neemt de reinigingsinspanning voor de inhalator af en wordt de milieubelasting door de niet-gebruikte werkzame stofhoeveelheden die uit de inhalator worden gereinigd, verminderd.

Onderdeel van een geheel - farmaceutisch onderzoek aan het IST

Het onderzoek naar de interactie-instellingen tussen geneesvormen en oppervlakken maakt deel uit van het nog jonge toepassingsgebied voor medische en farmaceutische technologie aan het Fraunhofer IST. Het is gevestigd in het Centrum voor Medische en Farmaceutische Technologie, waar het IST samenwerkt met het Fraunhofer-Instituut voor Toxicologie en Experimentele Geneeskunde ITEM en de instelling voor geïndividualiseerde en cellulaire medische technologie IMTE. Andere toepassingsgebieden van het Fraunhofer IST zijn onder meer de coating en functionalisatie van farmaceutische deelsystemen, de ontwikkeling van hechtings- en slijtagewerende lagen voor procestechnieken en gereedschappen, functionele coatings van primaire verpakkingsmaterialen en de verdere ontwikkeling van vaccins.

Vooruitblik

De oplossingsaanpak voor de hechtingscontrole in inhalatoren kan bijna generiek worden toegepast op andere toepassingsgebieden in de farmaceutische industrie, maar ook daarbuiten, om de afzetting van fijnste deeltjes op maat te regelen op basis van hun eigenschappen. In combinatie met de functionele coating van werkzame stofdeeltjes kunnen niet alleen de toepassingsveiligheid, maar bijvoorbeeld ook de afgifte- en daarmee het tijdsprofiel van geneesmiddelen worden verlengd of geprogrammeerd om op bepaalde prikkels te reageren.